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数字电网建设新样板

在巡检一线,无人机接到工作人员指令后,可自主完成输电线路巡检作业。工作人员可通过管控平台远程监督,并将智能识别后的巡检结果快速推送给相关责任人,与传统识别方式相比,基于AI的智能识别算法将识别准确率提升了30个百分点,识别效率提升了5倍。

客户收益

在巡检一线,无人机接到工作人员指令后,可自主完成输电线路巡检作业。工作人员可通过管控平台远程监督,并将智能识别后的巡检结果快速推送给相关责任人,与传统识别方式相比,基于AI的智能识别算法将识别准确率提升了30个百分点,识别效率提升了5倍。

在国网福建电力,输电线路巡检、智慧变电站、“网上电网”等精品应用陆续上线,并取得初步成果。这得益于国网福建电力打造的“两库一平台”,构建人工智能电力关键业务数据的全链条智能处理能力,支撑国网福建电力更高效、更规范地打造AI精品应用,百度智能云助力国网人工智能“两库一平台”的建设,促进了人工智能技术在输电、变电、配电、调度、电网企业营销、安全监察等各业务领域的落实、落地,为加快构建具有中国特色、国际领先的新型电力系统赋力科技动能。

(无人机自主完成输电线路巡检作业)

项目背景

何为两库一平台

2020 年以前,国网福建省电力有限公司(以下简称“福建电力”)已经在人工智能技术领域开展了大量研究工作,包括电力设备运检、安全监察、企业经营管理等方面。但未能形成电力专业业务应用的协同、共享、集聚效应。

(国网福建省电力有限公司加速数字化转型)

2020 年,福建电力承担输电线路巡检、智慧变电站、智能配网、“网上电网”和人工智能综合样板间的精品应用建设,需构建规范化的人工智能电力业务关键数据采集、标注、学习、评测、反馈所需要的全链条处理能力和闭环,打造基于云-边协同的多元化智能业务应用形态,形成电力“人工智能+”的融合创新服务体系,支撑人工智能精品应用打造,为后续深化推广人工智能技术奠定良好基础。因此,建立省公司级人工智能平台训练环境,发挥电力专业业务应用的协同、共享、集聚效应,针对智能客服、输电线路无人机巡检等业务场景人工智能分析处理的需求,依托提供的训练环境进行相应的人工智能算法模型研发和迭代优化,实现海量数据智能分析的快速响应,满足高并发、大算力的人工智能业务需要,实现对业务部门的针对性服务,具有急迫的必要性。

自那时起,福建电力便遵循《国网电网公司2020年人工智能技术应用工作方案》,建设“两库一平台”智能基础设施,探索打造五类AI精品应用。

解决方案

“两库”指模型库、样本库。

模型库是对各类外采或自研模型进行统一存储与管理的组件,通过构建模型库实现模型归集,为各单位、各专业提供模型资源和模型服务。主要包括模型服务目录、模型管理、模型库运营等功能,支撑多级模型分发同步和共建共享。

样本库是对各类数据样本进行统一存储与管理的组件,通过构建样本库实现样本归集,为各单位、各专业提供样本资源和样本服务。主要包括样本服务目录、样本处理、样本标注、样本管理等功能,支撑样本汇集、多级样本协同标注和共建共享。

“一平台”指包含训练环境和运行环境的人工智能平台。

利用人工智能样本库构建,人们可以针对不同专业领域开展各类样本资源收集。通过人工智能训练环境建设,可开展各类电力专用模型开发。人工智能技术应用,则可以广泛开展典型缺陷图像识别算法集中训练及验证工作,通过人工智能技术处理,可有效提升电力业务的智能化水平。

AI中台赋能电力发展,打造数字化服务

为探索人工智能精品应用,打开高质量发展空间,福建电力牵手百度智能云,引入可完整体现国网总部“两库一平台”战略定位的百度AI中台,建设省级训练环境,提供了国产化深度学习框架并具备notebook建模、可视化建模、自动化建模、产线建模等多种建模能力,在样本库、模型库及运行环境的基础上实现需求、样本、模型、应用和迭代的全流程业务贯通,构建人工智能电力关键业务数据的全链条智能处理能力,支撑福建电力更高效、更规范地打造AI精品应用,促进形成电力“人工智能+”的融合创新服务体系。

AI中台在完善样本库建设、人工智能平台训练环境建设、模型库建设、边云协同建设中充分发挥了作用。
在完善样本库建设上,AI中台帮助福建电力实现分专业、分类型的样本抽取、样本标注以及全生命周期样本管理,并在此基础上,完成电力数据的统一规范,支撑省公司级样本库建设和国网总部样本库资源的统筹共享。
在训练环境建设中,百度智能云AI中台能提供机器学习和深度学习开发能力,内置多种优质算法,实现模型训练、评估、优化的闭环。提供多种建模方式,有效提升福建电力人工智能人才队伍培养和人工智能技术研究能力。

在模型库建设方面,AI中台能实现平台自建模型、第三方商用模型、开源框架模型的统一管理,为不同业务领域提供通用和个性化AI服务,实现业务系统的精准化智能提升。

在边云协同建设方面,AI中台可实现边缘设备统一管理、AI能力统一下发,提升边缘计算能力的实时性和准确性。

当模型训练结束后,上线部署时,就会遇到各种问题,只有深入且准确的理解AI框架,才能更好的完成这些任务,满足上线要求。实际情况是,新的算法模型和所用框架在不停的变化,而工程师对各种框架的了解是有限的。百度智能云AI中台与Intel OpenVINO边缘部署工具结合,可实现边缘设备统一管理同时拥有算法模型上线部署的各种能力,只要掌握了该工具,可以轻松的将AI能力统一下发,在终端设备的Intel CPU上快速部署起来,提升边缘计算能力的实时性和准确性。

打通关键闭环,树电力智能化标杆

福建每年都会经历数次台风,对电网造成较大损害,会引发大面积的倒断杆、停电。传统的解决方式是台风过后,人工去现场勘察灾损情况,再决策抢修方案、分配物资。人工进行灾损定位存在安全隐患。通常台风会引起洪涝冲毁道路,造成勘察困难。在山区勘察时唯一的道路出现损坏后,只能绕道几十千米。而利用无人机+人工智能,实现了灾害后倒断杆的自动识别,极大提升了灾损定位速度和抢修效率,降低了作业风险,减少了用户的停电时间。

(AI在无人机巡检中已实现规模应用)

截至目前,AI在无人机巡检中已实现规模应用,福建全省2000多台无人机的巡检图片已经利用人工智能“两库一平台”实现智能识别与缺陷筛查。

据悉,在福建电力已经归集样本50万条。

国网福建省电力有限公司现已基于人工智能两库一平台研发各类人工智能应用模型108个,与输电无人机、统一视频等应用集成,支撑公司省市侧电力业务智能应用。深化应用无人机+输电智能巡检,输电线路山火、烟雾等16类场景缺陷平均识别率达80%,一线人员日均阅读量下降90%。

现在,在变电站,运维人员从线上接入智能调控系统,采用“一键顺控”操作,便可完成千伏变电站的倒闸操作,效率比过去提升了40倍到60倍,启动送电时间缩短了80%,无需人员到场,更防范了人身伤害风险。

(无人机巡检在夜间作业)

社会效益+经济效益的双赢

基于“两库一平台”新型基础设施,福建电力有效推动了人工智能技术在电力系统各业务领域的应用落地,整体提升电网安全稳定运行与控制、输变电技术、配用电技术等方面的智能化水平。同时,以建设福建电力人工智能平台为依托,对外树口碑、展形象,实现了为公司品牌价值的增值增效。

其次,人工智能平台训练环境作为面向电力业务领域的支撑平台,可以提供支持主流的机器学习和深度学习框架的训练环境,可基于提供的框架构建、测试 AI 模型,构建电力设备领域端边云协同应用创新服务模式,全面提升电网业务智能化水平,降低人工成本。
第三,电力智能化“降低门槛”的趋势在实践中进一步凸显。

一方面,百度AI中台中训练环境组件在福建电力完成独立交付,智能化解决方案可以“化整为零”,国网旗下不同电力公司的个性化需求可以得到更好满足。另一方面,实施过程中与国网信通产业集团的两库及运行环境顺利集成,轻松“接轨”,智能化业务闭环得到验证,福建电力与百度合作的实践可在其他电力公司复制。

2022年,福建电力在数字化工作会议上定下目标,全面推进数字化转型,争创国网“数据应用第一省”和“人工智能应用第一省”,力争2022年底,数字化发展水平达到国内领先,基本建成“数字闽电”。

福建电力已经实现全链条国产化AI基础能力建设,构建科学系统的人工智能管理和应用体系,创新打造全场景的智能化应用,提升企业经营效率,实现降本增效,并促进电力系统整体碳效水平提高,助力双碳战略目标,为我国电力企业高质量发展输出先行经验。

在与国家电网各个省网公司的合作中,百度智能云的全栈技术能力进一步得到验证,其先后助力山东电力、新疆电力打造精品化应用。这在一定程度上反应出电力行业对百度智能云能源AI中台的认可程度。到目前为止,百度智能云服务已经支持和服务了国家电网全国近90%的省网。